建筑外門窗抗風壓性能檢測方法及注意事項探析

李 慧 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031）

0 前言

隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，門窗的種類逐漸增多，其功能和質量與之前相比也有了顯著的提升，能夠有效地保障人們的生活質量。門窗對于整個建筑的質量起著重要的作用，也是進行建筑檢測的重要部位之一，但是在實際的工程建設過程中，一些不嚴格的操作會導致建筑外門窗的性能出現(xiàn)一些質量問題，從而降低門窗各方面的性能，影響到建筑外門窗的施工質量和使用效果。在建筑外門窗的性能檢測中，外門窗的抗風壓檢測是重要的檢測內(nèi)容之一，科學合理的外門窗抗風壓性能的檢測方法能夠保證建筑的質量，提高人們的生活水平和生活質量。

隨著我國經(jīng)濟和社會的不斷進步，建筑門窗行業(yè)在實際的建設施工過程中使用的材料種類比較多，一些復合型材料和鋼材的使用越來越廣泛，但是不同的建筑材料的性能、特性和使用的效果都存在著差異，除此之外，目前建筑外門窗工程需要進行的一些立面設計工作主要是由建筑主體的設計單位來負責的，但是建筑門窗的結構設計是由建筑門窗生產(chǎn)企業(yè)進行設計，在進行實際的設計過程中很多情況得不到及時的反饋，也沒有進行良好的溝通，這就很容易引發(fā)建筑門窗設計和生產(chǎn)不協(xié)調(diào)的情況出現(xiàn)。尤其是設計單位在對建筑外門窗的一些立面設計的時候忽視了使用材料和門窗結構的問題，不同的材料和結構的剛度和強度不同對于實際的性能也會產(chǎn)生一定的影響，所以在進行外門窗的生產(chǎn)之前就要進行詳細的外門窗設計和相應的結構計算，從而最大限度地保證建筑外門窗能夠符合抗風壓性能的要求，進而能夠滿足結構的安全性能，保證建筑的質量。

1 建筑門窗抗風壓性能檢測的重要性

建筑的外門窗主要應對的是風力，一些風荷載作用會讓外門窗的結構發(fā)生一些變化，導致開啟縫變大或者是氣密、水密性能的降低等情況，如果風力的作用壓力超過了受力杠桿和外門窗玻璃的承載能力，那么杠桿就會產(chǎn)生永久的變形，并且外門窗的玻璃會出現(xiàn)爆裂或者五金器件失效的情況，更嚴重的還會導致窗扇脫落等嚴重的安全事故，給人們的生命安全造成了隱患。為了保證建筑外門窗能夠在風力或者其他特殊情況的作用下能夠正常使用，不發(fā)生損壞，這就要求在進行門窗生產(chǎn)和外門窗施工的時候對外門窗的抗風壓性能進行嚴格的檢測，從而確保外門窗的結構和性能完全符合標準，最大限度地保證人們的安全，提升建筑施工的質量。

圖1 門窗爆裂及脫落帶來安全隱患

在進行建筑外門窗實際的施工中，對于外門窗的氣密性、保溫性、遮光、采光等方面會有嚴格的要求，此外，最重要的就是探討的建筑外門窗的抗風壓性能，它既是建筑外門窗3性能檢測中的難點，也是體現(xiàn)建筑外門窗安全性的關鍵指標，對于外門窗的質量以及實際的使用影響很大。由于不同的建筑結構對于外門窗的實際設計也存在著很大的差別，根據(jù)建筑的不同，在實際的設計過程當中也會綜合考慮朝向或者是使用方面的需求，所以對于外門窗的設計應該根據(jù)當?shù)氐沫h(huán)境和氣候以及施工條件進行綜合的分析之后，再進行科學合理的設計，從而保證外門窗發(fā)揮最大的作用。

2 建筑外門窗抗壓檢測項目

圖2 檢測加壓順序

根據(jù)最新的門窗檢測方法標準，一般將門窗的抗風壓性能分為3個項目，即變形檢測、反復受荷檢測和安全檢測。具體要求是當外門窗關閉的時候，受到風力的影響門窗不會出現(xiàn)損壞的情況，并且不能對門窗的各項性能指標產(chǎn)生影響，也就是說不能給實際的門窗使用造成影響。

2.1 變形檢測

變形檢測是通過分級加壓的檢測方法，觀察建筑外窗主要受力桿件的風荷載值。不同類型試件變形檢測時對應的最大面法線撓度（角位移值）不同，如表1。相關的施工人員應該明確變形和壓力差之間存在一定的線性關系，如果壓力值的大小要求非常嚴格的話，就能夠通過檢測確定最高的壓力差和相對應的變形值，如果在檢測期間出現(xiàn)了一些損壞或者是性能的方面出現(xiàn)了一些影響的話，就要根據(jù)實際情況進行壓力值的改變，從而保證外門窗的抗風壓性能檢測的有效性。

2.2 反復加壓檢測

檢測試件在壓力差P2（定級檢測時）或P2'（工程檢測時）的反復作用下，是否會發(fā)生損壞或功能障礙。反復加壓后，要將試件可開啟部分開關5次，最后關緊。尤其要關注和記錄玻璃破碎、五金件損壞、窗扇掉落、不可恢復的變形以及門窗無法開閉等現(xiàn)象。

2.3 安全檢測

建筑外門窗的安全監(jiān)測分為定級檢測的安全檢測及工程檢測的安全檢測。定級檢測為確定外門窗性能等級而進行的檢測，工程檢測則是確定外門窗是否滿足工程設計要求的性能而進行的檢測。在進行安全檢測的時候需反復開啟以及關閉門窗上能夠開啟的部分，操作的次數(shù)不能夠小于5次，從而能夠保證檢測的嚴謹性，之后把門窗關閉。

3 外門窗抗風壓檢測的主要步驟

①設備的檢查：在進行抗風壓檢測之前相關的工作人員必須要對檢測設備進行嚴格的檢查，確保檢測設備不會對實際的檢測造成影響，必要的話還需要對設備進行保養(yǎng)，檢查設備是否安全，能夠保證檢測順利進行。

②開機預備加壓：在檢查完設備之后就要預備加壓，主要是對風壓機進行壓力的檢測工作，保證在對外門窗抗風性能檢測的過程中能夠安全開啟并且還能夠達到正常的風值，保證檢測工作的正常進行。

③對門窗變形加壓檢測：先進行正壓檢測，后負壓檢測。逐級升、降壓，每級差值不超過250Pa，加壓的時候要注意記錄好壓力差X與面法線撓度值y的數(shù)據(jù)，采用最小二乘法對x和y進行線性回歸，計算出斜率b、截距a、相關系數(shù)r，再根據(jù)二者線性關系，計算得到P1的線性回歸結果，同時對于試件出現(xiàn)損壞或者功能障礙的狀況及部位進行記錄。

不同類型試件變形檢測對應的最大面法線撓度（角位移植） 表1

某樘鋁合金窗壓力差與面法線撓度值的數(shù)值 表2

④對門窗進行反復加壓檢測：壓力從0升至P2，其中P2=1.5P1，反復5次，記錄試件出現(xiàn)損壞或者功能障礙的壓力差值及部位。

⑤對門窗進行安全檢測：定級檢測時，檢測壓力從0升至P3，其中P3=2.5P1，若試件為單扇單鎖點平開窗，則P3=2.0P1；工程檢測時，檢測壓力從0升至風載荷標準值P3’后降至0，記錄面法線位移量（角位移值）、發(fā)生損壞或者功能障礙時的壓力差值及部位，為后期的結果分析提供數(shù)據(jù)支撐。

⑥檢測結果評定及報告的制定：通過以上檢測過程所記錄的數(shù)據(jù)進行全面的分析，定級檢測中，以三樘試件定級值的最小值為該組試件的定級值，按表3進行定級；工程檢測中，三樘試件應全滿足工程設計要求，最后根據(jù)試驗結果制作出檢測報告。

建筑外門窗抗風壓性能分級表 表3

圖3 測試桿件測點分布圖

4 建筑外門窗抗壓性能檢測的注意事項

4.1 位移傳感器的安裝

建筑外門窗的抗風壓檢測中，需要根據(jù)受力情況確定測量點，在對應的測量點上安裝位移計進行檢測，而位移傳感器的安裝應盡可能的保持水平，否則會影響位移值的準確性，從而擴大變形測量誤差。

4.2 受力桿件的材質

在進行建筑外門窗的工程施工中，需要用到受力桿件，通過對外門窗的使用強度進行驗算，也就是說在這項施工中要求桿件的彎曲和形變不能超時規(guī)定和要求，門窗的受力桿件抗彎能力的測量主要是要求受力桿件能夠在外部風力的作用下產(chǎn)生的變形度不能超過設計要求的標準，如果不滿足要求的話，可以適當?shù)卦黾娱T窗材料的外壁的厚度從而減少形變。

4.3 門窗的尺寸

門窗的尺寸對抗風壓性能也有一定的作用，科學合理的外門窗設計能夠增強門窗的抗風壓性能，組成門窗的每個部件在使用的過程中都會受到力的作用，要找出門窗的主要受力構件，對主要的受力構件進行嚴格的結構計算，通過計算，如果受力構件的抗變形能力不符合要求的話，就可以通過增加受力構件的數(shù)量來增加抗變形的性能，從而達到抗風壓性能的目的。

4.4 建筑物所處區(qū)域、開闊程度與自身高度

由于不同地區(qū)的基本風荷載水平不一樣，譬如沿海地區(qū)的平均風荷載比內(nèi)陸大；而且即使同一地區(qū)，地面空曠地區(qū)也比市中心建筑密集地區(qū)的風荷載水平要高；另外，建筑物承受的風荷載值會隨著隨著高度的增加而不斷增大，抗風壓性能要求也自然越高。因此，具體檢測還要進一步明確建筑物周圍的風荷載標準值。

5 結語

綜上所述，建筑外門窗是目前建筑中不可缺少的一部分，其質量也能夠直接影響建筑的質量，對人們的生活和安全也產(chǎn)生一定的影響。建筑外門窗的抗壓性能檢測在實際的施工檢測過程中尤為重要，要嚴格檢測外門窗的抗壓性能，從而保證建筑的質量。不管是門窗的最初設計還是生產(chǎn)、安裝以及后期投入使用的階段，都需要嚴格把控其抗風壓性能，增強責任意識，從而保證人們的生活安全，最大限度地提升建筑的質量，推動我國建筑行業(yè)的長遠發(fā)展。